🗊Презентация Системный блок. Основные компоненты

Оглавление

Центральный процессор (CPU) – это сложная микросхема, состоящая более чем из 10 000 000 транзисторов, которые получают команды (инструкции), выполняет их и осуществляет контроль за выполнением. Процессор состоит из арифметическо-логического устройства, счётчика команд (который является одним из ригистров процессора) и дешифратора. В процессоре имеются регистры для временного хранения информации. После запуска программы счётчик извлекает команду из памяти и отслеживает её очерёдность. Потом команда анализируется дешифратором, который определяет её тип. Тем временем счётчик готовится к извлечению следующей команды. Далее команда поступает в арифметико-логическое устройство, которое выполняет вычисления и проводит сравнения. Для ускорения работы процессора применяются различные усовершенствования: конвеер команд, паралельное выполнение, предсказания переходов. Современные процессоры работают быстрее, чем оперативная память. Поэтому в процессор встраивают КЭШ-память небольшёго объёма, но более производительную. Все данные и команды, которые процессор запрашивает из основной памяти, также записываются в КЭШ. КЭШ-память современных процессоров является двух- или трёхуровневой. КЭШ-память первого уровня (L1) – самая маленькая по объёму (16-64 Кб), но самая быстрая. КЭШ L2 и L3 ( до 2 Мб) имеет значительно больший объём, но не редко работает на пониженой частоте и уступает по производительности. Современные микропроцессоры имеют тактовые частоты более 3 Ггц, что означает их способность работать на скоростях более 3 миллиардов тактов в секунду. Первый микропроцессор Intel 4004 работал на частоте 750 кГц, содержал 2300 транзисторов, а современная Alpha 21264 легко работает на частоте 600 МГц и содержит 15,2 млн транзисторов.

Направления в развитии. На протяжении всего развития процессоров семейства Intel Pentium 4 основным средством повышения производительности было увеличение тактовой частоты. Собственно, сама архитектура NetBurst, положенная в основу процессоров Intel Pentium 4, была изначально рассчитана на масштабирование по частоте. Своеобразие этой микроархитектуры заключалось в длинном конвейере, что и позволяло наращивать тактовые частоты. Процессоры Intel Pentium 4 преодолели рубеж в 2 ГГц, затем в 3 ГГц и стала подходить к отметке в 4 ГГц. Казалось, что рубеж в 4 ГГц и 5 ГГц будет преодолен успешно. Но с ростом частоты растет и потребляемая мощность процессоров и, как следствие, тепловыделение. Даже переход с 130-нанометрового технологического процесса производства процессоров на 90-нанометровый не мог в полной мере решить всех проблем. Нет оснований сомневаться в том, что компания Intel знает рецепт создания процессора на базе NetBurst с низким энергопотреблением и, как следствие, с высокими частотами, однако понятно, что это приведет к удорожанию процессора, а следовательно, он будет неконкурентоспособным.

Топовые модели процессоров Intel выделяют 100Вт теплоты, а тактовая частота замерла на отметке 3,8 ГГц. Переход на 65-нанометровый техпроцесс, конечно, позволит создать некий технологический запас по наращиванию тактовой частоты, однако камнем преткновения снова станет проблема тепловыделения. В результате тактовую частоту удастся повысить до 5ГГц. Но тратить миллиарды на разработку этого нецелесообразно. Выходом из создавшейся ситуации стал переход к двхъуядерной архитектуре, что приведет к увеличению производительностипроцессоров. Это новшество хорошо с оговоркой - все приложения должны хорошо распараллеливаться, то есть были бы изначально ориентированы на многоядерность. Набор поддерживаемых технологий. Использование технологии Hyper-Threatding. Основная задача технологии заключалась в том,чтобы по возможности ликвидировать негативные последствия супердлинного конвейера и максимально загрузить его. Увеличение размера кэш памяти(до 1 Мбайт.) В недрах лабораторий корпорации Intel уже не первый год ведется разработка принципиально новой микроархитектуры, которая будет положена в основу и настольных, и мобильных, и серверных процессоров.

Материнская плата (МП). Материнская плата соединяет устройства системного блока между собой и соединяет их с Ц.П. На материнской плате находятся: Чипсет (набор микросхем). BIOS (базовая система ввода-вывода). Слоты или разъёмы расширения. Контроллеры НГМД и НЖМД. Гнездо или слот под центральный процессор. Контроллеры портов ввода-вывода. Слоты памяти. Джампера (переключатели) для настройки платы. Батарейка для поддерживания системных установок (CMOS) в рабочем состоянии.

Оперативная память В следующем слое находится кэш-память, в основном контролируемая обо­рудованием. Оперативная память разделена на кэш-строки, обычно по 64 байт, с адресацией от 0 до 63 в нулевой строке, от 64 до 127 в первой строке и т. д. Наи­более часто используемые строки кэша хранятся в высокоскоростной кэш-памя­ти, расположенной внутри центрального процессора или очень близко к нему. Ког­да программа должна прочитать слово из памяти, кэш-микросхема проверяет, есть ли нужная строка в кэше. Если это так, то происходит результативное обращение к кэш-памяти, запрос удовлетворяется целиком из кэша и запрос к памяти на шину не выставляется. Удачное обращение к кэшу, как правило, по времени занимает около двух тактов, а неудачное приводит к обращению к памяти с существенной потерей времени. Кэш-память ограничена в размере, что обусловлено ее высокой стоимостью. В некоторых машинах есть два или даже три уровня кэша, причем каждый последующий медленнее и больше предыдущего.

Жёсткий диск ( фиксированный диск, винчестер, хард) Представляет из себя неразборный металлический или пластмассовый корпус, внутри которого находится алюминиевый или стеклянный диск с магнитным покрытием, который при работе вращается с большой скоростью. Предназначен для долговременного хранения информации, используемой при работе с компьютером: в частности, программы операционной системы, часто используемые программы и т.д. Начав своё шествие с объема в 5 МБ, достиг небывалых высот. На сегодняшний день не удивят диски объёмом 250 или 500 ГБ. Для большинства приложений вполне достаточно объёма 4-6 ГБ, однако если вам приходиться иметь дело с полноцветными графическими изображениями или большими базами данных, играми, видео и аудио, то придётся подумать о большом диске или даже паре таких дисков. Следует придать значение не только емкости диска, но и его временным характеристикам: таким как время доступа, скорость вращения шпинделя. Современные жесткие диски могут иметь интерфейсы IDE, SATA или SCSI (последний в основном используется в серверах). Внутри высокопроизводительных компьютеров и серверов несколько жестких дисков могут объединяться в RAID-массив, который может повысить либо скорость чтения-записи либо надежность хранения информации на жестких дисках

По той же формуле рассчитываем размеры единицы информации на диске 3.14 дюйма, которые достигают объемом 1.44 мегабайта. Получаем примерно 4*10-9м2. Современные же жесткие диски имеют линейные размеры 3.14 дюйма, в одной сборке (одном «винчестере») содержится до 10 дисков, а объем его может достигать сотен терабайт. Таким образом, размеры единицы информации на них по прядку величины – до 10-14м2. Понятное дело, что накопители на жестких дисках очень чувствительны к пыли и потому содержатся в герметичных корпусах.

Большинство современных звуковых плат снабжены так называемым DSP процессором. DSP процессор (Digital Sound Processor) представляет собой специализированный чип, способный изменять и обрабатывать звук не только без использования центрального процессора системы, но ещё и в реальном времени, что програмно добиться невозможно. DSP, в зависимости от набора функций, обычно наделён, например, многополосным зквалайзером (обычно 10 полос), эффектами симуляции помещений и залов, реверберацией, многослойным “эхо”, линией задержки (что необходимо для избежания аккустической обратной связи при использовании микрофона), повышением и понижением тональности звука (естественно без изменения скорости) методом гранулирования и повтора мельчайших фрагментов звука и многим другим. В общем, в настоящее время достаточно дорогая звуковая плата (особенно есле их две) способна по истине заменить дорогую студийную аппаратуру и даже во многом превзойти, использовав естественно соответствующее програмное обеспечение (Cool edit pro, Sound forge, Sonic foundry ACID (идеальный сэмплер), Steinberg cubase, Cakewalk pro audio, Steinberg wavelab, ReBirth, Retro AS-1 и многие другие). К стати, в настоящее время не один человек, имеющий дело с созданием музыки не сможет обойтись без компьютера, так как редактирование звуков в синтезаторах производится преимущественно через компьютер (точнее – подключение синтезатора через разъём MPU-401 звуковой карты), и сведение звуков (сэмплов) тоже в соответствующем програмном обеспечении.

Видеоадаптеры, графические ускорители Видеоадаптер – служит для передачи управляющих сигналов на монитор. Все современные видеоадаптеры работают в режиме SVGA, большинство обладает функциями для вывода трёхмерных объектов. На видеоадаптеры устанавливается своё собственное ОЗУ и свой процессор. Качество видеоадаптера характеризуется максимальным количеством выводимых точек и максимальной частотой регенерации экрана (для комфортной работы необходимо минимум 75 Гц). Видеоадаптер может подключиться к МП через слоты расширения, может быть встроен в МП.